To odkrycie może uratować Ziemię. Naukowcy zbadali nieznane do tej pory źródło tlenu. Jest pod wodą

W tym artykule:

1. Nieznane źródło tlenu na naszej planecie
2. Guzki polimetaliczne a elektroliza wody morskiej
3. Jak nie zniszczyć cennych ekosystemów?

Rozpuszczony tlen jest kluczowy dla przetrwania wielu zwierząt morskich, roślin wodnych i mikroorganizmów. Bez odpowiedniego poziomu tlenu, życie w wodzie staje się niemożliwe. Niestety, zjawisko kurczenia się tych zasobów jest coraz poważniejszym zagrożeniem nie tylko dla ekosystemów, ale też zależnych od nich ludzi.

Nieznane źródło tlenu na naszej planecie

Tym bardziej cieszy ostatnie odkrycie naukowców opisane na łamach czasopisma naukowego „Nature Geoscience”. Autorzy dowodzą, że minerały metaliczne znajdujące się na dnie oceanu mogą wytwarzać tlen na głębokości 4000 metrów pod powierzchnią. To obszary, do których nie dociera światło słoneczne. Nowa wiedza podważa dotychczasowe ustalenia dotyczące źródeł tlenu na Ziemi.

Przełomowego odkrycia dokonał Andrew Sweetman ze Szkockiego Stowarzyszenia Nauk o Morzu (SAMS). Prowadził badania terenowe na Pacyfiku, a dokładnie w regionie górzystego grzbietu na dnie w strefie Clarion-Clipperton. Jak podkreśla, odkrycie to zmienia nasze rozumienie początków życia tlenowego na Ziemi. Do tej pory uważano, że tlen na naszej planecie pochodził jedynie z organizmów fotosyntetyzujących. Odkrycie „ciemnego tlenu” wskazuje, że mógł być dostępny w głębinach oceanicznych już na wczesnym etapie rozwoju życia.

Podczas pobierania próbek z dna morskiego, zespół Sweetmana początkowo podejrzewał, że czujniki były uszkodzone. Dotychczas w głębinach morskich obserwowano bowiem jedynie zużycie tlenu, a nie jego produkcję. Po ponownym skalibrowaniu czujników i otrzymaniu tych samych wyników przez 10 lat naukowcy potwierdzili nieznane do tej pory źródło tlenu na naszej planecie.

Guzki polimetaliczne a elektroliza wody morskiej

Latem 2023 r. Sweetman skontaktował się z Franzem Geigerem, profesora chemii w Weinberg College of Arts and Sciences w Northwestern. To on wcześniej ustalił, że rdza w połączeniu ze słoną wodą może wytwarzać energię elektryczną. Naukowcy postawili hipotezę, że tzw. polimetaliczne guzki na dnie oceanu mogą wytwarzać wystarczającą ilość energii elektrycznej, aby produkować tlen poprzez elektrolizę wody morskiej.

Koncepcja elektrolizy, czyli rozkładu wody na wodór i tlen za pomocą prądu elektrycznego, jest fundamentalna w elektrochemii. Ma szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach, takich jak produkcja paliw, oczyszczanie wody oraz w przyszłości potencjalnie w magazynowaniu energii. Chodzi o produkcję wodoru, używanego później jako paliwo.

Sweetman wysłał próbki guzków polimetalicznych do laboratorium Geigera. Eksperymenty wykazały, że napięcie 1,5 V (a więc takie jak w baterii AA) wystarcza do rozkładu wody morskiej na wodór i tlen. Na powierzchni pojedynczych guzków rejestrowano napięcie do 0,95 V. Gdy guzki są skupione razem, napięcie może być znacznie większe, co przypomina działanie połączonych ze sobą baterii.

Wody gruntowe są coraz cieplejsze. Naukowcy podali datę, kiedy staną się niezdatne do picia

Wody gruntowe, kluczowe dla zaopatrzenia w wodę pitną, stają się coraz cieplejsze z powodu globalnego ocieplenia. Ten niepokojący trend zagraża nie tylko jakości wód, ale i stabilności eko...

Jak nie zniszczyć cennych ekosystemów?

Tam, gdzie pojawia się szansa dla planety, często pojawiają się i przeciwności. Nie ze strony natury, a ludzi. – Guzki polimetaliczne wytwarzające tlen zawierają metale takie jak kobalt, nikiel, miedź, lit i mangan. To pierwiastki stosowane w akumulatorach. Kilka dużych firm zamierza wydobywać je z dna morskiego. [...] Musimy ponownie przemyśleć sposób wydobywania tych materiałów, aby nie wyczerpać źródła tlenu dla życia głębinowego – tłumaczy Franz Geiger.

Odkrycie to ma więc istotne znaczenie dla planowania działalności wydobywczej w głębinach oceanicznych. Geiger podkreśla, że przemysł powinien uwzględnić wpływ na środowisko, szczególnie w świetle odkryć z lat 80. XX wieku. Jak się okazało, prowadzone wówczas procesy wydobywania minerałów pozostawiły tzw. martwe strefy, w których życie morskie zanikło na dziesięciolecia.

Autorzy badania podkreślają, że obszary bogate w guzki polimetaliczne są zamieszkiwane przez faunę jeszcze bardziej różnorodną niż w tropikalnych lasach deszczowych. Dlatego wydobywanie w tych miejscach powinno przebiegać tak, aby nie niszczyć unikatowych ekosystemów.

Źródło: Nature Geoscience.

Nasz ekspert

Mateusz Łysiak

Dziennikarz zakręcony na punkcie podróżowania. Pierwsze kroki w mediach stawiał w redakcjach internetowej i papierowej magazynu „Podróże”. Redagował i wydawał m.in. w gazeta.pl i dziendobrytvn.pl. O odległych miejscach (czasem i tych bliższych) lubi pisać nie tylko w kontekście turystycznym, ale też przyrodniczym i społecznym. Marzy o tym, żeby zobaczyć zorzę polarną oraz Machu Picchu. Co poza szlakiem? Kuchnia włoska, reportaże i pływanie.